JP6603136B2 - Mapping method for diagnosis and / or prognosis prediction of ulcerative colitis - Google Patents

Mapping method for diagnosis and / or prognosis prediction of ulcerative colitis Download PDF

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対象から採取された便中の腸内細菌叢を、自己組織化マップ(Self Organizing Map;SOM)解析によりデータ処理することによる、潰瘍性大腸炎の診断や予後予測のためのマッピング方法や、かかるマッピング方法により作成されたSOMマップを用いて、被検者の潰瘍性大腸炎の診断や予後予測をするためのデータを収集する方法に関する。   A mapping method for diagnosing ulcerative colitis and predicting prognosis by processing the intestinal microbiota in the stool collected from the subject by self-organizing map (SOM) analysis, and such The present invention relates to a method of collecting data for diagnosing ulcerative colitis and predicting prognosis of a subject using an SOM map created by the mapping method.

潰瘍性大腸炎は、わが国でも患者数が急増している疾患であるが、根本的な治療法が未だ存在しない難治性疾患とされている。近年、世界中の研究者によりこの病気の発症原因となる遺伝子の特定が試みられているが、明解な回答は得られておらず、遺伝的要因と、病理学的機序や心理学的要因とが複雑に関与して発病すると考えられている。   Although ulcerative colitis is a disease in which the number of patients is rapidly increasing in Japan, it is regarded as an intractable disease for which no fundamental cure exists yet. In recent years, researchers around the world have attempted to identify the gene responsible for the onset of this disease, but no clear answer has been obtained, including genetic factors, pathological mechanisms, and psychological factors. It is thought that the disease is caused by complicated involvement.

しかしながら、潰瘍性大腸炎の症状は、腹痛、慢性下痢、体重減少及び痙攣を含む多くの症状が過敏性腸症候群等の他の腸疾患と共通しており、決定的な診断が非常に困難となっている。腹痛、慢性下痢、体重減少及び痙攣を含む多くの慢性的な症状が過敏性大腸炎と共通しており、決定的な診断ができないまま病態が悪化することがある一方、食中毒のような感染症であるにもかかわらず、潰瘍性大腸炎と診断されて適切な処置が行われなかったケースがあることも知られている。   However, the symptoms of ulcerative colitis have many symptoms in common with other intestinal diseases such as irritable bowel syndrome, including abdominal pain, chronic diarrhea, weight loss and convulsions, and are extremely difficult to diagnose. It has become. Many chronic symptoms, including abdominal pain, chronic diarrhea, weight loss and convulsions, are common with irritable colitis, and the condition may worsen without a definitive diagnosis, while infections such as food poisoning Nevertheless, it is also known that there are cases where ulcerative colitis has been diagnosed and appropriate treatment has not been performed.

近年、ヒトの健康状態と腸内細菌叢が密接に関連していることが報告されている(例えば、非特許文献1参照)。ヒト腸管検体を用いて行った基礎研究においては、病態の鍵となっているCD14マクロファージからの炎症性サイトカイン産生が、菌刺激を必要とすることや、その刺激強度が菌種により異なることが証明された(例えば、非特許文献2参照)。また、腸内細菌のバランスを改善する、いわゆるプロバイオティクスの投与も注目を集めている他、健常人の糞便を処理し、健常人の糞便に含まれる腸内細菌を潰瘍性大腸炎の患者に移植すること(例えば、非特許文献3参照)についても効果が確認されている。また、凍結乾燥させた、乳酸菌、ビフィズス菌、連鎖球菌等の複数の細菌を含有したVSL3は、活動性潰瘍性大腸炎に対して有用であることの可能性も示されている(例えば、非特許文献4参照)。 In recent years, it has been reported that human health and intestinal flora are closely related (see, for example, Non-Patent Document 1). In basic research using human intestinal specimens, the production of inflammatory cytokines from CD14 + macrophages, which is the key to the pathological condition, requires bacterial stimulation, and the intensity of stimulation varies depending on the bacterial species. It was proved (for example, see Non-Patent Document 2). In addition, the administration of so-called probiotics, which improves the balance of intestinal bacteria, has attracted attention, and the stool of healthy people is treated and the intestinal bacteria contained in the stool of healthy people are treated with ulcerative colitis The effect is confirmed also about transplanting (for example, refer nonpatent literature 3). In addition, lyophilized VSL3 containing a plurality of bacteria such as lactic acid bacteria, bifidobacteria and streptococci has also been shown to be useful for active ulcerative colitis (for example, non- (See Patent Document 4).

他方、近年人工ニューラルネットワーク(Artificial Neural Network System;ANN)を用いた解析が、様々な分野で行われるようになっている。ANNとは、約140億個存在する神経細胞(ニューロン)同士が互いに結合して、記憶や判断などの優れた意思決定活動を行っている人間の脳における生体情報処理を、ソフトウェア上で仮想的に実現して、優れた情報処理を実現するシステムであるとされる。具体的には、既存のデータを学習することにより入力値と出力値との間に存在する関係をパターン化して学習し、さらに、入力値と出力値との間に存在する新たな関係を認識した場合は、その関係をパターン化して学習することによって、新規のデータに対する予測を行うことが可能なシステム(例えば、非特許文献5参照)であって、自然界における直線だけでは表せない非線形な関係(例えば、非特許文献6参照)についても解析が可能であるとされる。   On the other hand, in recent years, analysis using an artificial neural network (ANN) has been performed in various fields. ANN is a virtual software that performs biological information processing in the human brain, in which about 14 billion neurons (neurons) are connected to each other and perform excellent decision-making activities such as memory and judgment. It is said that this is a system that realizes excellent information processing. Specifically, by learning existing data, it learns by patterning the relationship that exists between the input value and the output value, and also recognizes the new relationship that exists between the input value and the output value. In such a case, the system can predict new data by patterning and learning the relationship (see, for example, Non-Patent Document 5), and is a non-linear relationship that cannot be expressed by a straight line in the natural world. (For example, see Non-Patent Document 6) Analysis is also possible.

Aroniadis OC et al., Curr Opin Gastroenterol. 2013;29(1):79-84.Aroniadis OC et al., Curr Opin Gastroenterol. 2013; 29 (1): 79-84. Takayama T, et al., Gastroenterology. 2010 Sep;139(3):882-92, 892.e1-3.Takayama T, et al., Gastroenterology. 2010 Sep; 139 (3): 882-92, 892.e1-3. van Nood E, Vrieze A, Nieuwdorp M, et al. N Engl J Med 2013. 2013 Jan 16; Online first.van Nood E, Vrieze A, Nieuwdorp M, et al. N Engl J Med 2013. 2013 Jan 16; Online first. Shen J et al, Inflamm Bowel Dis. 2014 Jan;20(1):21-35.Shen J et al, Inflamm Bowel Dis. 2014 Jan; 20 (1): 21-35. Takayama T, et al., Eur J Gastroenterol Hepatol. 2009; 21: 1279-85.Takayama T, et al., Eur J Gastroenterol Hepatol. 2009; 21: 1279-85. Grossi E et al, (2007) Eur J Gastroenterol Hepatol 19: 1046-1054.Grossi E et al, (2007) Eur J Gastroenterol Hepatol 19: 1046-1054.

本発明の課題は、被検者における潰瘍性大腸炎の診断及び/又は予後予測のための手段を提供することにある。   An object of the present invention is to provide means for diagnosis and / or prognosis prediction of ulcerative colitis in a subject.

潰瘍性大腸炎の治療において、有用菌の腸への投与が試みられ、腸内細菌叢の関与が示唆される一方で、潰瘍性大腸炎の発症の鍵となる原因菌は、他の感染症の様に一種類のみに特定できないと考えられており、治療標的となる菌の同定はなされていない。また、患者の腸内細菌叢における菌種、菌量の解析が、潰瘍性大腸炎の原因解明に必須であろうということは知られていたが、便の性状と腸内細菌叢に関するデータを用いた従来の統計解析によっては、樹形図の作成はできるものの、かかる樹形図と病態とを関連づけて判断をすることは困難であった。   In the treatment of ulcerative colitis, administration of useful bacteria to the intestine has been attempted, suggesting the involvement of gut microbiota, while the causative bacteria that are the key to the development of ulcerative colitis are other infectious diseases It is thought that it cannot be specified only in one kind like this, and the bacteria used as a treatment target are not identified. In addition, it was known that the analysis of the bacterial species and the amount of bacteria in the intestinal flora of patients would be essential for elucidating the cause of ulcerative colitis, but data on fecal characteristics and intestinal flora Depending on the conventional statistical analysis used, a tree diagram can be created, but it is difficult to make a decision by associating such a tree diagram with a disease state.

本発明者らは、ANNを用い、潰瘍性大腸炎の病態や予後予測に関する検証を行うことについて検討を試みた。すなわち、サイタフェレシスを施行した潰瘍性大腸炎患者の予後予測方法について、少なくとも入院歴及び手術歴を含む患者についてのデータを入力因子とし、サイタフェレシスを施行後の手術の有無を出力因子として、ANNに適用して学習させる工程;及び、前記入力因子を入力した場合に、シグモイド関数及び/又は動径基底関数を使用したニューロンを使用するANNを動作させることにより、サイタフェレシスを施行した場合における手術の必要性を出力する工程;を含むサイタフェレシス施行後の予後予測方法を既に提案している(特許5484309号公報)。この方法は、感度(手術になった症例を手術になると予測する確率=実際に手術になった症例のうち手術になると予測した症例数/実際に手術になった症例)及び特異度(手術にならなかった症例を手術にならないと予測する確率=実際に手術にならなかった症例のうち手術にならないと予測した症例/実際に手術にならなかった症例)において、極めて高い値を得ることができたが、ある患者について手術になると予測される場合において、手術の必要を減じる等の具体的な手段を提供するものではなかった。   The inventors of the present invention attempted to examine the verification of the pathological condition and prognosis of ulcerative colitis using ANN. In other words, regarding the prognosis prediction method of patients with ulcerative colitis who underwent cytapheresis, data on patients including at least hospitalization history and surgical history were input factors, and the presence or absence of surgery after cytapheresis was an output factor And applying ANN to the learning; and, when the input factor is input, cytapheresis was performed by operating the ANN using a neuron using a sigmoid function and / or a radial basis function. A method for predicting the prognosis after cytapheresis has already been proposed, including the step of outputting the necessity of surgery in the case (Japanese Patent No. 5484309). This method uses sensitivity (probability of predicting a surgical case to be operated = the number of cases actually predicted to be operated out of cases actually operated / case actually operated) and specificity (for surgery). Probability of predicting a case that did not become surgery = case that did not actually become surgery among cases that did not become surgery / cases that did not actually become surgery) However, when a patient is predicted to undergo surgery, it has not provided a specific means such as reducing the need for surgery.

今回、本発明者らは、ANNの一つの手法であるSOMの手法を選択し、各対象の腸内細菌叢の解析を試みた。潰瘍性大腸炎患者と腸内細菌の関連については非常に複雑であって、簡単には解明されないであろうと予測されていたが、各対象の腸内細菌叢について、腸内細菌を10種類に分類すると共に、各分類における菌体量の総和を求めた解析データを取得し、かかるデータを主力入力因子として、また、各対象の個々に異なる背景情報を副次的入力因子として入力することにより、クラスターが視覚化されたマッピングを作成した。かかるクラスターが表示されているマッピングを用いることにより、被検者について取得された腸内細菌叢の解析データに基づいて、いかなるクラスターに所属するかを判定することにより、潰瘍性大腸炎罹患の有無の決定、潰瘍性大腸炎患者の病態を判定潰瘍性大腸炎の発症予測等を行うことができるとともに、既に治療が行われている場合は、その治療方法が適切であるか否か等を判断できることを確認し、本発明を完成するに至った。   This time, the present inventors selected the method of SOM which is one method of ANN, and tried to analyze the gut microbiota of each subject. It was predicted that the relationship between ulcerative colitis patients and enterobacteria was very complex and would not be easily understood, but there were 10 types of enterobacteria in each intestinal flora. By classifying and obtaining analysis data that calculates the total amount of bacterial cells in each classification, and inputting such data as the main input factor and individual background information that is different for each target as a secondary input factor Created a mapping where the cluster was visualized. By using the mapping in which such clusters are displayed, the presence or absence of ulcerative colitis is determined by determining which cluster belongs based on the analysis data of the gut microbiota obtained for the subject. Can determine the pathology of patients with ulcerative colitis, can predict the onset of ulcerative colitis, etc., and if treatment has already been performed, determine whether the treatment method is appropriate, etc. It was confirmed that it was possible to complete the present invention.

本発明は以下の事項により特定されるとおりのものである。
(1)対象から採取された便中の腸内細菌叢を、遺伝子解析法により以下の表に示される10種類の腸内細菌群に分類し、該分類された各腸内細菌群毎の菌体量の総和を求め、かかる分類と菌体量の総和に関する情報を入力因子として、SOM解析によりデータ処理することによる、潰瘍性大腸炎の診断及び/又は予後予測のためのマッピング方法。
The present invention is as specified by the following matters.
(1) The intestinal bacterial flora in the stool collected from the subject is classified into 10 types of intestinal bacterial groups shown in the following table by genetic analysis, and the bacteria for each of the classified intestinal bacterial groups A mapping method for diagnosing ulcerative colitis and / or predicting prognosis by obtaining a sum of body masses and processing data by SOM analysis using the information on the classification and the sum of cell masses as input factors.

(2)遺伝子解析法が、T−RFLPであることを特徴とする上記(1)記載のマッピング方法。
(3)上記(1)又は(2)記載のマッピング方法により作成されたSOMマップを用いて、被検者の潰瘍性大腸炎の診断及び/又は予後予測をするためのデータを収集する方法。
(2) The mapping method according to (1) above, wherein the gene analysis method is T-RFLP.
(3) A method for collecting data for diagnosing and / or predicting prognosis of ulcerative colitis in a subject using the SOM map created by the mapping method described in (1) or (2) above.

各対象の腸内細菌叢の分類を行い、10種類という簡易な分類に関するデータを得ることにより、潰瘍性大腸炎患者の病態、治療の有効性、再燃頻度、健常者の潰瘍性大腸炎の発症可能性等を判定することができる。   By classifying the gut microbiota of each subject and obtaining data on 10 simple classifications, the pathology of patients with ulcerative colitis, the effectiveness of treatment, the frequency of relapses, the onset of ulcerative colitis in healthy individuals Possibility etc. can be determined.

腸内細菌叢の一般的な樹形図を示す。A general dendrogram of the intestinal flora is shown. 健常者と潰瘍性大腸炎患者における腸内細菌データを入力因子として作成したSOMマップを示す。The SOM map which made the intestinal bacteria data in a healthy subject and an ulcerative colitis patient as an input factor is shown. 潰瘍性大腸炎患者の腸内細菌データを入力因子として作成したSOMマップを示す。The SOM map which created the intestinal bacteria data of the patient with ulcerative colitis as an input factor is shown.

本発明の潰瘍性大腸炎の診断及び/又は予後予測のためのマッピング方法としては、対象から採取された便中の腸内細菌叢を遺伝子解析法により10種類の腸内細菌群に分類し、該分類された各腸内細菌群毎に菌体量の総和を求め、SOM解析によりデータ処理する方法であれば特に制限されず、潰瘍性大腸炎とは、主として粘膜を侵し、びらんや潰瘍を形成する大腸の原因不明のびまん性非特異性炎症で、その診断は厚生労働省「難治性炎症性腸管障害に関する調査研究班」(鈴木班)の診断基準(2010年2月改訂)により行う。   As a mapping method for diagnosis and / or prognosis prediction of ulcerative colitis of the present invention, the intestinal flora in the stool collected from the subject is classified into 10 types of intestinal bacterial groups by genetic analysis, There is no particular limitation as long as it is a method of calculating the total amount of bacterial cells for each classified intestinal bacterial group and processing the data by SOM analysis. Ulcerative colitis mainly affects mucous membranes, erosions and ulcers. Diagnosis of diffuse non-specific inflammation of the large intestine that forms is based on the diagnostic criteria (revised in February 2010) of the Ministry of Health, Labor and Welfare, “Study Group on Intractable Inflammatory Intestinal Disorders” (Suzuki Group).

上記遺伝子解析法としては、本発明における以下の[表1]に示される10種類の腸内細菌群に分類し、該分類された各腸内細菌群毎の菌体量の総和を求めることができる遺伝子解析法であれば特に制限されず、次世代シークエンス法、T−RFLP(Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism)法を挙げることができるが、より簡便な方法である点でT−RFLP法が好ましい。   As the above gene analysis method, classification into 10 types of intestinal bacterial groups shown in the following [Table 1] in the present invention, and obtaining the total amount of bacterial cells for each of the classified intestinal bacterial groups. There are no particular limitations as long as it is a gene analysis method that can be performed, and a next-generation sequencing method and a T-RFLP (Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism) method can be exemplified, but the T-RFLP method is preferable because it is a simpler method.

上記T−RFLP法とは、試料中の微生物から全DNAを抽出し、16SrRNAにおける全細菌共通の配列をコードする塩基配列を認識する蛍光標識したプライマーを用いてPCR増幅し、末端が蛍光標識されたPCR産物を制限酵素で処理した後、電気泳動を行い、蛍光標識された末端を含む、様々な長さのPCR産物由来のDNA断片の数や蛍光強度や位置を評価、比較する断片多型性解析により、腸内細菌の群集構造を解析する方法を挙げることができ、具体的には、株式会社テクノスルガ・ラボ社のT-RFLPフローラ解析法を挙げることができる。   In the T-RFLP method, total DNA is extracted from microorganisms in a sample, PCR amplified using a fluorescently labeled primer that recognizes a base sequence encoding a sequence common to all bacteria in 16S rRNA, and the end is fluorescently labeled. Fragment polymorphism that evaluates and compares the number, fluorescence intensity, and position of DNA fragments derived from PCR products of various lengths, including fluorescently labeled ends, after treating the PCR products with restriction enzymes By sex analysis, a method of analyzing the intestinal bacterial community structure can be mentioned, and specifically, a T-RFLP flora analysis method of Techno Suruga Lab Co., Ltd. can be mentioned.

上記[表1]に示される10種類の腸内細菌群の分類は、上記T−RFLPフローラ解析法において用いられ、図1に示される樹形図を基に分類されている。   The classification of the 10 types of enterobacteria groups shown in [Table 1] is used in the T-RFLP flora analysis method, and is classified based on the tree diagram shown in FIG.

上記[表1]に示される「Bifidobacterium」としては、腸において免疫機能の増強作用、腸内腐敗の抑制作用等のいわゆる「善玉菌」としての作用が知られているビフィドバクテリウム属菌を挙げることができる。   As the “Bifidobacterium” shown in the above [Table 1], Bifidobacterium which is known to act as so-called “good bacteria” such as an immune function enhancing action and an intestinal rot inhibiting action in the intestine is used. Can be mentioned.

上記[表1]に示される「Lactobacillales」としては、ラクトバチルス属菌、ストレプトコッカス属菌、エンテロコッカス属菌等を含む、いわゆる乳酸菌等を挙げることができる。   Examples of “Lactobacillales” shown in [Table 1] include so-called lactic acid bacteria including Lactobacillus, Streptococcus, Enterococcus, and the like.

上記[表1]に示される「Bacteroides」としては、ヒト腸内の正常フローラの細菌であるが、一部の菌種は臨床分野で日和見感染菌として知られているバクテロイデス属菌を挙げることができる。   The “Bacteroides” shown in the above [Table 1] is a normal flora bacterium in the human intestine, but some bacterial species include Bacteroides spp. Known as an opportunistic infection in the clinical field. it can.

上記[表1]に示される「Prevotella」としては、一部の菌種は臨床分野で日和見感染菌として知られる、プレボテラ属菌を挙げることができる。   As “Prevotella” shown in the above [Table 1], some bacterial species include Prevotella spp. Known as opportunistic infectious bacteria in the clinical field.

上記[表1]に示される「Clostridium cluster IV」、「Clostridium subcluster XIVa」、「Clostridium cluster IX」、「Clostridium cluster XI」、及び「Clostridium cluster XVIII」の各クロストリジウム分類は、いずれもCOLLINS (M.D.) et al. J. Syst. Bacteriol., 1994, 44, 812-826の報告に基づき、16SrRNAの塩基配列に基づき分子系統的に分類されたものであり、各分類には、クロストリジウム属菌及び/又はクロストリジウム属菌以外の菌が含まれる。「Clostridium cluster IV」としては、ヒト糞便で検出されることが多い、クロストリジウム・オルビシンデンス(Clostridium orbiscindens)、フィーカリバクテリウム・プラウスニッツィイ(Faecalibacterium prausnitzii)、ルミノコッカス・ブロミイ(Ruminococcus bromii)を例示することができる。「Clostridium subcluster XIVa」としてはヒト腸管で酪酸を産生する菌株がClostridium subcluster XIVa に多く含まれているという報告(BARCENILLA (A.) et al. Appl. Environ. Microbiol. 2000, 66, pp.1654-1661)もあり、クロストリジウム・クロストリディイフォルメ(Clostridium clostridioforme)、クロストリジウム・インドリス(Clostridium indolis)、ユウバクテリウム・エリゲンス(Eubacterium eligens)、ロゼブリア・インテスティナーリス(Roseburia intestinalis)、ルミノコッカス・グナブス(Ruminococcus gnavus)を例示することができる。「Clostridium cluster IX」としては、ヒト糞便で検出されることが多い、ディアリスター・インヴィスス(Dialister invisus)、メガスフェラ・エルスデニイ(Megasphaera elsdenii)、ヴェイロネラ・ラティ(Veillonella ratti)を例示することができる。「Clostridium cluster XI」としては、ヒト糞便で検出される例が多く、胆汁酸を二次胆汁酸に変換する菌種が含まれるとされる菌種を挙げることができ、クロストリジウム・バルトレティイ(Clostridium bartlettii)、クロストリジウム・グリコリクム(Clostridium glycolicum)を例示することができる。「Clostridium cluster XVIII」としては、クロストリジウム・コクレアツム(Clostridium cocleatum)を例示することができる。   All of the Clostridial classifications of “Clostridium cluster IV”, “Clostridium subcluster XIVa”, “Clostridium cluster IX”, “Clostridium cluster XI” and “Clostridium cluster XVIII” shown in [Table 1] above are all COLLINS (MD). Based on the report of et al. J. Syst. Bacteriol., 1994, 44, 812-826, it was classified molecularly based on the base sequence of 16S rRNA, and each classification includes Clostridium and / or Includes bacteria other than Clostridium spp. “Clostridium cluster IV” includes Clostridium orbiscindens, Faecalibacterium prausnitzii, and Ruminococcus bromii, which are often detected in human feces. It can be illustrated. “Clostridium subcluster XIVa” reports that many strains that produce butyric acid in the human intestinal tract are contained in Clostridium subcluster XIVa (BARCENILLA (A.) et al. Appl. Environ. Microbiol. 2000, 66, pp.1654- 1661), Clostridium clostridioforme, Clostridium indolis, Eubacterium eligens, Roseburia intestinalis, Luminococcus gnabus ( Ruminococcus gnavus). Examples of “Clostridium cluster IX” include Dialista invisus, Megasphaera elsdenii, and Veillonella ratti, which are often detected in human feces. As "Clostridium cluster XI", there are many cases detected in human feces, and it can be mentioned that it contains bacteria that convert bile acids into secondary bile acids. Clostridium bartlettii (Clostridium bartlettii) ), Clostridium glycolicum. An example of “Clostridium cluster XVIII” is Clostridium cocleatum.

上記「others」とは、上記9種の分類のいずれにも含まれない菌種を含む分類項目である。   The “others” is a classification item including a bacterial species that is not included in any of the nine classifications.

上記SOM解析によるデータ処理とは、競合学習と近傍学習を特徴とする教師なし機械学習アルゴリズムによるデータ処理であり、高次元の数値ベクトルである入力因子のデータ入力が行われると、距離関係を保ったまま次元削減し、低次元のベクトルに変換する方法を学習し、高次元データの解析結果を視覚的に理解する手助けを提供するデータ処理である。   The data processing by the SOM analysis is data processing by an unsupervised machine learning algorithm characterized by competitive learning and neighborhood learning. When data input of an input factor that is a high-dimensional numerical vector is performed, the distance relationship is maintained. This is data processing that learns how to reduce dimensions and convert them to low-dimensional vectors, and provides assistance for visually understanding the analysis results of high-dimensional data.

上記SOM解析によるデータ処理を行う装置としては、初期化処理手段と、複数個の属性よりなる入力ベクトルの情報を設定する入力手段と、上記入力ベクトルに最も類似する、上記入力ベクトルと同じ個数の属性よりなる参照ベクトルを有する、勝者ユニットを探索する手段と、学習回数に応じて順次小さくされる学習係数と前記入力ベクトルとに基づいて各ユニット更新する手段と、前記ユニットを二次元的に表示するマップとして作成する工程を備える手段を有する装置を挙げることができる。   As an apparatus for performing data processing by the SOM analysis, there are initialization processing means, input means for setting information of an input vector consisting of a plurality of attributes, and the same number of input vectors as most similar to the input vector. Means for searching for a winner unit having a reference vector made up of attributes, means for updating each unit based on a learning coefficient that is sequentially reduced according to the number of learning and the input vector, and two-dimensional display of the unit An apparatus having means for creating a map to be created can be mentioned.

上記初期化処理手段としては、個々のデータの入力の前に、マップにおける各ユニットの暫定的な配置位置を設定する手段を挙げることができ、各ユニットのベクトルを乱数を用いてランダムに設定することが好ましい。かかる初期化処理により、学習された処理が適切に実行され、学習の失敗を防止するとともに、より高精度且つ高速に統合マップを収束させることができる。   Examples of the initialization processing means include means for setting a provisional arrangement position of each unit in the map before inputting individual data. The vector of each unit is set at random using a random number. It is preferable. By this initialization process, the learned process is appropriately executed, the failure of learning can be prevented, and the integrated map can be converged with higher accuracy and higher speed.

上記複数個の属性よりなる入力ベクトルの情報を設定する入力手段としては、10種類の腸内細菌群と該分類された腸内細菌群毎の菌体量の総和に関するデータである、X1(x,x,x3、,x,x6、7、,x,x10)、X2、X3、X4・・・・・・・・・・・Xnからなる主力入力因子を入力する手段を例示することができる。また、上記それぞれの主力入力因子についてのデータ入力に際し、n人について、潰瘍性大腸炎患者であるか否か、健常者(非潰瘍性大腸炎患者)であるか否か、家族歴に関するデータ、再燃のしやすさに関するデータ、潰瘍性大腸炎の活動性の有無、潰瘍性大腸炎の罹患範囲に関するデータ、潰瘍性大腸炎の罹病期間に関するデータ、潰瘍性大腸炎の臨床病型に関するデータ、難治性(ステロイド抵抗あるいはステロイド依存)に関するデータ、腸管外合併症に関するデータ、腹部症状(排便回数、便の性状、血便の有無)に関するデータ、採血データ(赤血球数、ヘモグロビン値、白血球数、CRP値、総蛋白値、アルブミン値)、内視鏡所見(Mayo scoreの内視鏡サブスコア)、既往症、性別、身長、体重、年齢等の対象個人の個人の基本データを副次的入力因子として入力することができる。 As an input means for setting the information of the input vector consisting of the plurality of attributes, X1 (x, which is data relating to the sum of the bacterial mass for each of the 10 types of enterobacteria groups and the classified enterobacteria groups 1 , x 2 , x 3, x 4 , x 5 , x 6, x 7, x 8 , x 9 , x 10 ), X 2, X 3, X 4. A means for inputting an input factor can be exemplified. In addition, when inputting data for each of the above main input factors, whether n people are ulcerative colitis patients, whether they are healthy (non-ulcerative colitis patients), family history data, Data on ease of relapse, activity of ulcerative colitis, data on the extent of ulcerative colitis, data on the duration of ulcerative colitis, data on clinical types of ulcerative colitis, intractable Data related to sex (steroid resistance or steroid dependence), data related to extra-intestinal complications, data related to abdominal symptoms (frequency of stool, stool characteristics, presence or absence of bloody stool), blood sampling data (red blood cell count, hemoglobin level, white blood cell count, CRP level, Individual protein basics such as total protein level, albumin level), endoscopic findings (endoscopic sub-score of Mayo score), past illness, gender, height, weight, age, etc. Data can be entered as a secondary input factor.

上記勝者ユニットを探索する手段としては、Xnに一番近い勝者ユニットUwin(w、w、w・・・・w10)を探索する手段を挙げることができる。 Examples of means for searching for the winner unit include means for searching for a winner unit U win (w 1 , w 2 , w 3 ... W 10 ) closest to Xn.

上記各ユニット(U)を更新する手段としては、まず、Unew=U+α(X1−Uwin)(但し、αは、学習係数)にしたがって、Uwinの値をX1に近づけ、さらに、Uwinの近傍にあるユニットの値もX1に近づけるが、Uwinから離れるに従って、X1に近づける割合を減らしていくことにより、各Uの値を変更する手段を挙げることができる。上記X2、X3、X4・・・・・・Xnについても順次データ入力を行うことにより、学習を繰り返し行い、学習係数は、学習回数に応じて順次小さくされる。その結果、類似度が大きいデータは近くに集まり、類似度が小さいデータは遠くにマッピングされ、複数個のクラスターが形成された二次元のSOMマップが作成される。 As a means for updating each unit (U), first, the value of U win is made closer to X1 according to U new = U + α (X1−U win ) (where α is a learning coefficient), and further U win Although the value of the unit in the vicinity of X is also brought close to X1, there can be mentioned means for changing the value of each U by decreasing the rate of approaching X1 as the distance from U win increases. X2, X3, X4,... Xn are also sequentially input to perform learning repeatedly, and the learning coefficient is sequentially reduced according to the number of learning. As a result, data having a high degree of similarity gathers nearby, data having a low degree of similarity is mapped far away, and a two-dimensional SOM map in which a plurality of clusters are formed is created.

本発明のマッピング方法において、作成されるマップを構成するユニットの形状は特に制限されないが、例えば、四角形又は六角形を挙げることができ、ユニットの形状が四角形である場合は最近接のユニットが4個となり、六角形の場合は最近接のユニットが6個となる。   In the mapping method of the present invention, the shape of the unit constituting the map to be created is not particularly limited. For example, a quadrangle or a hexagon can be mentioned. If the unit shape is a quadrangle, the nearest unit is four. In the case of a hexagon, the closest unit is six.

本発明における入力ベクトルの情報としては、各対象の腸内細菌叢を上記遺伝子解析法により10種類に分類された腸内細菌(群)の種類と、各腸内細菌(群)毎の細菌の総和に関するデータを挙げることができる。また、各クラスターの分類には使用されないものの、データの収納されるヘリックス上には格納されるデータを副次的な入力因子として入力することにより、各クラスター群における副次的データの解析を合わせて行うこともできる。   As the information of the input vector in the present invention, the types of intestinal bacteria (group) obtained by classifying the intestinal bacterial flora of each target into 10 types by the above-described genetic analysis method, and the bacteria of each intestinal bacteria (group) Data on the sum can be listed. In addition, although not used for classification of each cluster, by inputting the stored data as a secondary input factor on the helix where the data is stored, the analysis of the secondary data in each cluster group is combined. Can also be done.

上記副次的入力データとしては、各対象(ヒト)の臨床情報に関する項目のデータを挙げることができ、具体的には、対象が潰瘍性大腸炎患者又は非潰瘍性大腸炎患者であるかに関するデータ、家族歴に関するデータ、再燃の有無に関するデータ、個人の性別、身長、体重、血圧をはじめとする健康診断で判定される項目についての基本データ等を挙げることができ、各対象について、少なくとも一つの副次的な入力データを入力することが好ましく、対象の副次的入力因子の項目は一致していることが好ましい。   Examples of the secondary input data include data on items related to clinical information of each subject (human), specifically, whether the subject is a patient with ulcerative colitis or a non-ulcerative colitis. Data, family history data, data on the presence or absence of relapse, basic data on items judged by health checkups such as individual gender, height, weight, blood pressure, etc. It is preferable to input two secondary input data, and the items of the target secondary input factor are preferably matched.

本発明における対象としては、潰瘍性大腸患者でも、非潰瘍性大腸炎患者でもよく、上記対象が潰瘍性大腸炎患者である場合としては、厚生労働省「難治性炎症性腸管障害に関する調査研究班」(鈴木班)の診断基準(2010年2月改訂)に従い、a)臨床症状、b)内視鏡検査又は注腸X線検査、c)生検組織学的検査が診断基準を満たし、他の疾患が除外されることによって、潰瘍性大腸炎患者と診断された者を挙げることができる。   The subject in the present invention may be an ulcerative colon patient or a non-ulcerative colitis patient. As the subject is an ulcerative colitis patient, the Ministry of Health, Labor and Welfare “Survey Research Group on Intractable Inflammatory Intestinal Disorder” According to (Suzuki group) diagnostic criteria (revised February 2010), a) clinical symptoms, b) endoscopy or enema X-ray examination, c) biopsy histological examination meets diagnostic criteria, By excluding the disease, a person diagnosed with ulcerative colitis can be mentioned.

上記対象が非潰瘍性大腸炎患者である場合としては、対象が健常者である場合、腸疾患以外の病気を罹患している場合、潰瘍性大腸炎ではないが腸管ベーチェット病、クローン病等、他の腸疾患を罹患している場合を含めることができる。   When the subject is a non-ulcerative colitis patient, if the subject is a healthy person, suffers from a disease other than bowel disease, is not ulcerative colitis, enteric Behcet's disease, Crohn's disease, etc. Cases with other bowel diseases can be included.

本発明のマッピング方法において作成されたマップを用いて、潰瘍性大腸炎の診断及び/又は予後予測についての判定を受けた被検者は、被検者自身のデータを入力されることにより、本発明のマッピング方法における対象として含められ、本発明のマッピング方法により作製されたマップはより精度の高いものとなるとともに、被検者の潰瘍性大腸炎の診断及び/又は予後予測をするためのデータを収集することができる。   By using the map created in the mapping method of the present invention, a subject who has received a determination for the diagnosis and / or prognosis prediction of ulcerative colitis, the subject's own data is input, The map included as a target in the mapping method of the invention and created by the mapping method of the present invention is more accurate, and data for diagnosing ulcerative colitis and / or predicting prognosis of the subject Can be collected.

上記家族歴に関するデータとしては、2代前(祖父母)までの、すなわち3親等以内の血族の、潰瘍性大腸炎の病歴の有無を挙げることができる。   Examples of the data on the family history include the presence or absence of a history of ulcerative colitis up to the second generation (grandparents), that is, a bloodline within the third degree.

上記再燃のしやすさに関するデータとしては、潰瘍性大腸炎の治療を行っている患者について、寛解(Lichtiger indexが4点以下)と判定された患者の再燃率に関するデータを挙げることができる。再燃率は約30〜60%と報告により差がみられるが、今回、年2回以上再燃した症例を易再燃例と定義した。   Examples of the data relating to the ease of relapse may include data relating to the relapse rate of patients determined to be in remission (Lichtiger index is 4 or less) for patients undergoing treatment for ulcerative colitis. Although the relapse rate is about 30 to 60%, which differs depending on the report, this time, a case that relapsed twice or more a year was defined as an easy relapse case.

上記個人の基本データとしては、潰瘍性大腸炎の罹患の有無、既往症、癌などの家族歴、飲酒歴、喫煙歴、性別、身長、体重、年齢、排便状況(排便回数、便の性状)、ヨーグルトの摂取頻度、花粉症の有無等を挙げることができる。   Basic data of the above individuals include the presence or absence of ulcerative colitis, past history, family history such as cancer, drinking history, smoking history, gender, height, weight, age, defecation status (defecation frequency, stool characteristics), The intake frequency of yogurt, the presence or absence of hay fever, etc. can be mentioned.

上記薬剤の治療効果の有効性に関するデータとしては、経口や直腸から投与され、持続する炎症を抑える効果があり、軽度から中度の潰瘍性大腸炎に有効で、再燃予防にも効果があるとされる、サラゾスルファピリジン(サラゾピリン)、メサラジン(ペンタサやアサコール)等の5−アミノサリチル酸(5−ASA)の投与や、炎症を強力に抑える効果があり、中度から重度の潰瘍性大腸炎に有効であるが、再燃予防効果は認められていない、プレドニゾロン(プレドニン)等の副腎皮質ステロイド薬の投与や、ステロイドの投与が一定の効果を示すが減量に伴って再び増悪するステロイド依存例の対象に有効とされるアザチオプリン(AZA)、6−メルカプトプリン(6−MP);ステロイドの投与が無効なステロイド抵抗例の対象に有効とされるシクロスポリン、タクロリムス;等の免疫抑制剤の投与や、点滴投与が行われるインフリキシマブ(レミケード)、皮下投与が行われるアダリムマブ等の抗TNFα受容体拮抗薬の投与における有効・無効を記録した有効性のデータなどを挙げることができる。   Data on the effectiveness of the therapeutic effects of the above-mentioned drugs include oral and rectal administration, which suppresses persistent inflammation, is effective for mild to moderate ulcerative colitis, and is effective in preventing relapse. It is effective for the administration of 5-aminosalicylic acid (5-ASA) such as salazosulfapyridine (sarazopyrine) and mesalazine (pentasa and asacol), and has the effect of strongly suppressing inflammation, and is moderate to severe ulcerative colitis Of corticosteroids such as prednisolone (predonin) and steroids that are effective for the treatment, but do not have a relapse prevention effect, or steroids that show a certain effect but worsen with weight loss. Azathioprine (AZA), 6-mercaptopurine (6-MP) that are effective for the subject; Recorded effectiveness / ineffectiveness of administration of immunosuppressive agents such as cyclosporine and tacrolimus, which are effective, and administration of anti-TNFα receptor antagonists such as infliximab (remicade) administered by infusion and adalimumab administered subcutaneously For example, effectiveness data.

上記薬剤の治療の有効・無効に関するデータには、LCAP(LeukoCytAPheresis:白血球除去療法)、GCAP(GranuloCytAPheresis:顆粒球除去療法)等の血球成分除去療法や、潰瘍性大腸炎の患者に健常人の便を移入する便移植法や、VSL3等のプロバイオティクスの投与や、発酵食品等の食餌療法や、鍼灸治療、漢方薬投与等の東洋医学療法や、抗生剤投与を行うことによる有効性のデータを含めることができる。   The data on the effectiveness / ineffectiveness of the above-mentioned drug treatment include blood cell component removal therapies such as LCAP (LeukoCytAPheresis) and GCAP (GranuloCytAPheresis) and stool of healthy people in patients with ulcerative colitis Data on the efficacy of fecal transplantation, VSL3 and other probiotics, fermented foods, oriental medicine such as acupuncture and herbal medicine, and antibiotics Can be included.

本発明のマッピング方法によると、被検者の、潰瘍性大腸炎の発症の有無、潰瘍性大腸炎患者の病態、行われている治療の有効性、再燃頻度等を判定することができる。   According to the mapping method of the present invention, it is possible to determine the presence / absence of ulcerative colitis in the subject, the pathology of the ulcerative colitis patient, the effectiveness of the treatment being performed, the frequency of relapse, and the like.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the technical scope of the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]
[検体採取]
十分なインフォームドコンセントのもと、健常者100名と潰瘍性大腸炎であると特定された患者100名の小豆粒1つ程度の便検体を気密性が高く保存液(グアニジン溶液)の入った容器に採取し速やかに冷蔵保存後、T−RFLPフローラ法による解析を行うために株式会社テクノスルガ・ラボへ冷蔵輸送した。T−RFLP法にて解析された各対象の腸内細菌の上記[表1]に基づく腸内細菌群の分類と各腸内細菌群の菌体量の総和に関するデータを取得した。
[Example 1]
[Sample collection]
Under sufficient informed consent, a stool specimen of about one azuki bean from 100 healthy subjects and 100 patients identified as ulcerative colitis was stored in a highly airtight preservation solution (guanidine solution). The sample was collected in a container and immediately stored in a refrigerator. The sample was then refrigerated and transported to Techno Suruga Lab Co., Ltd. for analysis by the T-RFLP flora method. Based on the above [Table 1] of the intestinal bacteria of each subject analyzed by the T-RFLP method, data on the classification of the intestinal bacteria group and the sum of the bacterial mass of each intestinal bacteria group were obtained.

[SOMマップの作成]
健常者20名と潰瘍性大腸炎患者100名の各対象について、取得された腸内細菌群の分類と腸内細菌群毎の菌体量の総和に関するデータを主要入力因子として初期化されたSOM解析用ソフトウエアに入力した。また、それぞれのデータ入力に際し、潰瘍性大腸炎患者であるか、健常者(非潰瘍性大腸炎患者)であるかを副次的入力因子として入力した。
[Create SOM map]
SOM initialized for each of the subjects of 20 healthy subjects and 100 ulcerative colitis patients, using as a main input factor the data on the classification of the acquired enterobacteria group and the total amount of cells for each enterobacteria group Input to analysis software. In addition, when inputting each data, whether the patient is an ulcerative colitis patient or a healthy person (non-ulcerative colitis patient) was input as a secondary input factor.

図2に示されるとおり5つのクラスターを備える二次元のSOMマップが作成された。かかる5つのクラスターについて副次的なデータを解析したところ、以下の[表2]に示される特徴が明らかになった。   A two-dimensional SOM map with 5 clusters was created as shown in FIG. Analysis of secondary data for these five clusters revealed the characteristics shown in [Table 2] below.

上記作製されたSOMマップを用いて、不特定の被検者について解析を行うこととした。各被検者から採取された便中の腸内細菌叢について、T−RFLPフローラ法による解析を行い、10種類の腸内細菌群に分類し、該分類された腸内細菌群毎の菌体量の総和に関するデータを取得した。かかるデータが[表2]のいずれのクラスターに属するかを決定後、以下のように判断することができる。   Using the SOM map prepared above, analysis was performed for an unspecified subject. The fecal intestinal flora collected from each subject is analyzed by the T-RFLP flora method, classified into 10 types of intestinal bacterial groups, and the bacterial cells for each of the classified intestinal bacterial groups Data on the total amount was obtained. After determining which cluster of [Table 2] such data belongs, it can be determined as follows.

(1)クラスター1(水色)とクラスター3(黄色)では、潰瘍性大腸炎患者と健常人とが混在した。したがって、クラスター1又は3に分類された被検者が、潰瘍性大腸炎患者である場合は、病態が改善していると考えられる一方、被検者が、健常者である場合は潰瘍性大腸炎に将来的にかかる可能性があると考えられる。クラスター1とクラスター3については女性が1に分類されることが多く、3には男性が多い傾向があった。潰瘍性大腸炎患者についてはクラスター1の方が3よりも症状が強い傾向にあった。   (1) In cluster 1 (light blue) and cluster 3 (yellow), ulcerative colitis patients and healthy people were mixed. Therefore, when the subject classified into the cluster 1 or 3 is an ulcerative colitis patient, the pathological condition is considered to be improved, while when the subject is a healthy subject, the ulcerative large intestine is considered. It is thought that there is a possibility that the flame will take in the future. For cluster 1 and cluster 3, women were often classified as 1, and 3 tended to have more men. For patients with ulcerative colitis, cluster 1 tended to be more symptomatic than 3.

(2)クラスター2(赤)では、ほとんどが潰瘍性大腸炎患者であった。したがって、クラスター2に分類された被検者が、潰瘍性大腸炎患者である場合は、病態があまり改善していないと考えられ、投与された薬剤が無効である可能性が高い。特に、従前の解析でクラスター1や3に属していた患者が、今回クラスター2に属することとなった場合は、病態が悪化しており、治療方法の変更を図るべきであると考えられる。但し、従前の解析でクラスター5に属していた患者が今回クラスター2に属することになった場合には、病態は多少改善していると考えることができる。被検者が健常者である場合は、潰瘍性大腸炎に将来的にかかる可能性が高いと考えられる   (2) In cluster 2 (red), most were patients with ulcerative colitis. Therefore, when the subject classified into cluster 2 is a patient with ulcerative colitis, it is considered that the disease state has not improved so much and the administered drug is likely to be ineffective. In particular, if a patient who belonged to cluster 1 or 3 in the previous analysis now belongs to cluster 2, the pathological condition has deteriorated and it is considered that the treatment method should be changed. However, if a patient who belonged to cluster 5 in the previous analysis now belongs to cluster 2, it can be considered that the pathological condition has improved somewhat. If the subject is healthy, it is likely that they will develop ulcerative colitis in the future

(3)クラスター5(紫)では、全て潰瘍性大腸炎患者であった。したがって、クラスター5に分類された被検者が、潰瘍性大腸炎患者である場合は、病態があまり改善していないと考えられ、投与された薬剤が無効である可能性が高い。とりわけ、従前の解析で他のクラスターに属していた患者が今回クラスター5に属することになった場合は、治療方法の変更を図るべきであると考えられる。被検者が、健常者である場合は、潰瘍性大腸炎に将来的にかかる可能性が非常に高く、また、自覚症状がなくても、大腸に炎症が起こっている可能性があると考えられる。   (3) In cluster 5 (purple), all patients were ulcerative colitis. Therefore, when the subject classified into the cluster 5 is a patient with ulcerative colitis, it is considered that the pathological condition has not improved so much and the administered drug is likely to be ineffective. In particular, when a patient who belongs to another cluster in the previous analysis is to belong to cluster 5 this time, it is considered that the treatment method should be changed. If the subject is a healthy person, it is very likely that they will develop ulcerative colitis in the future, and even if there is no subjective symptom, there may be inflammation in the large intestine. It is done.

(4)クラスター4(緑)では、ほとんどが健常者であった。したがって、クラスター4に分類された被検者が、潰瘍性大腸炎患者である場合は、投与された薬剤が有効であり病態が改善に向かっていると判断することができる。また、症状が重い場合は潰瘍性大腸炎ではなく他の腸疾患に罹患している可能性がある。また、被検者が健常者である場合は、将来的に潰瘍性大腸炎に罹患する可能性も低いと考えられる。   (4) In cluster 4 (green), most were healthy individuals. Therefore, when the subject classified into the cluster 4 is an ulcerative colitis patient, it can be determined that the administered drug is effective and the disease state is improving. If the symptom is severe, it may be due to other bowel disease rather than ulcerative colitis. In addition, if the subject is a healthy subject, it is considered that the possibility of suffering from ulcerative colitis in the future is low.

腸内細菌叢の分類についてのデータを取得した被検者は、図2にしたがって、いかなるクラスターに分類されるかを判定され、病態等を判断されることができるが、さらに、対象の入力因子として入力することで上記SOMマップを学習させ、また潰瘍性大腸炎患者であるか、健常者(非潰瘍性大腸炎患者)であるかについて副次的入力因子を入力することで、より精度の高いSOMマップを作成することができる。   The subject who has acquired data on the classification of the intestinal microflora can be determined as to which cluster to classify according to FIG. 2, and can be judged on the pathology, etc. The above SOM map is learned by inputting as, and a secondary input factor is input as to whether the patient is an ulcerative colitis patient or a healthy person (non-ulcerative colitis patient). A high SOM map can be created.

[実施例2]
[検体採取]
十分なインフォームドコンセントのもと、潰瘍性大腸炎であると特定された患者200名の小豆粒1つ程度の便検体を気密性が高く保存液(グアニジン溶液)の入った容器に採取し速やかに冷蔵保存後、T−RFLPフローラ法による解析を行うために株式会社テクノスルガ・ラボ社へ冷蔵輸送した。T−RFLP法にて解析された各対象の腸内細菌の上記表1に基づく腸内細菌群の分類と各腸内細菌群の菌体量の総和に関するデータを取得した。
[Example 2]
[Sample collection]
With sufficient informed consent, a stool sample of about 1 azuki bean sample from 200 patients identified as ulcerative colitis is quickly collected in a highly airtight container containing a preservation solution (guanidine solution). After refrigerated storage, the sample was refrigerated and transported to Techno Suruga Lab Co., Ltd. for analysis by the T-RFLP flora method. Data on the classification of the intestinal bacterial groups of the intestinal bacteria of each subject analyzed by the T-RFLP method based on the above Table 1 and the total amount of the bacterial mass of each intestinal bacterial group was obtained.

潰瘍性大腸炎患者200名の各対象について、腸内細菌群の分類と各腸内細菌群の菌体量の総和に関するデータを(主要)入力因子としてSOM解析用ソフトウエアに入力し、また、家族歴に関するデータ、再燃のしやすさに関するデータ、活動性の有無、罹患範囲に関するデータ、罹病期間に関するデータ、臨床病型に関するデータ、難治性(ステロイド抵抗あるいはステロイド依存)に関するデータ、腸管外合併症に関するデータ、腹部症状(排便回数、便の性状、血便の有無)に関するデータ、採血データ(赤血球数、ヘモグロビン値、白血球数、CRP値、総蛋白値、アルブミン値)、内視鏡所見(Mayo scoreの内視鏡サブスコア)、既往症、性別、身長、体重、年齢等の対象個人の個人の基本データを副次的入力因子として入力した。   For each subject of 200 patients with ulcerative colitis, data on the classification of the intestinal bacterial group and the total amount of bacterial cells in each intestinal bacterial group were input as (primary) input factors into the software for SOM analysis, Data on family history, data on ease of relapse, presence of activity, data on disease extent, data on disease duration, data on clinical disease type, data on intractability (steroid resistance or steroid dependence), extra-intestinal complications Data, abdominal symptoms (frequency of defecation, stool properties, presence or absence of bloody stool), blood collection data (red blood cell count, hemoglobin level, white blood cell count, CRP level, total protein level, albumin level), endoscopic findings (Mayo score) Endoscopic sub-scores), past history, sex, height, weight, age, etc., individual basic data of the target individuals were entered as secondary input factors.

図3に示されるとおり4つのクラスターを備える二次元のSOMマップが作成された。かかる4つのクラスターについて副次的なデータを解析したところ、以下の[表3]に示される特徴が明らかになった。   A two-dimensional SOM map with four clusters was created as shown in FIG. Analysis of secondary data for these four clusters revealed the characteristics shown in [Table 3] below.

上記[表3]からも明らかなとおり、SOM解析により、再燃頻度、家族歴との相関を持つクラスターも明確になった。   As is clear from the above [Table 3], the SOM analysis also revealed a cluster having a correlation with the relapse frequency and family history.

上記[表3]に示される特徴に基づき図3に示されるマップを用いることにより、不特定の新規の被検者について、潰瘍性大腸炎の治療等において以下のように判断することができる。   By using the map shown in FIG. 3 based on the characteristics shown in [Table 3] above, it is possible to determine the following for unspecified new subjects in the treatment of ulcerative colitis and the like.

(1)クラスター1’(水色)では様々な病態が混在した。したがって、クラスター1’に分類された被検者が、潰瘍性大腸炎患者である場合は、病態が改善していると考えられる一方、健常者である場合は潰瘍性大腸炎に将来的にかかる可能性があると考えられる。   (1) Various conditions were mixed in cluster 1 '(light blue). Therefore, if the subject classified as cluster 1 ′ is a patient with ulcerative colitis, the condition is considered to be improved, while if the subject is a healthy person, it will suffer from ulcerative colitis in the future. There seems to be a possibility.

(2)クラスター2’(赤)では、再燃した患者が多く、また家族歴を持つ患者が多かった。したがって、クラスター2’に分類された被検者が、潰瘍性大腸炎患者である場合は、寛解の状態にあるとしても再燃の可能性が高く、健常者である場合は、潰瘍性大腸炎に将来的にかかる可能性が高いと考えられる。   (2) In cluster 2 '(red), many patients relapsed and many had a family history. Therefore, if the subject classified as cluster 2 ′ is a patient with ulcerative colitis, there is a high possibility of relapse even if the subject is in remission, and if the subject is healthy, the subject will develop ulcerative colitis. This is likely to happen in the future.

(3)クラスター3’(黄色)では、炎症の程度が強く、状態の悪い患者が多かった。したがって、クラスター3’に分類された被検者が、潰瘍性大腸炎患者である場合は、病態が非常に悪いと考えられ、健常者である場合は、潰瘍性大腸炎に将来的にかかる可能性が非常に高く、また、自覚症状がなくても、大腸に炎症が起こっている可能性があると考えられる。   (3) In cluster 3 '(yellow), the degree of inflammation was strong, and many patients were in poor condition. Therefore, if the subject classified as cluster 3 ′ is a patient with ulcerative colitis, the pathological condition is considered to be very bad, and if the subject is a healthy person, ulcerative colitis may occur in the future. It is considered that there is a possibility that the large intestine is inflamed even in the absence of subjective symptoms.

(4)クラスター4’(緑)では、再燃した対象が少なかった。また、対象は比較的高齢の男性に多かった。したがって、例えば、従前の解析でクラスター3’に属していた被検者が、今回クラスター4’に属することになった場合は、治療方法が適切であって、病態が寛解し、再燃の可能性は低いと考えられる。また、新規被検者が上記クラスター3’に属していた被検者と同様の腸内細菌叢パターンを有している場合、上記クラスター3’に属していた被検者と同様の治療方法が有用であると推測することができる。被検者の症状が軽減していない場合には、潰瘍性大腸炎ではなく他の腸疾患に罹患している可能性があると考えられる。また、被検者が健常者である場合は、将来的に潰瘍性大腸炎に罹患する可能性も低いと考えられる。   (4) In cluster 4 '(green), there were few subjects who relapsed. The subjects were also relatively older men. Therefore, for example, if a subject who belonged to cluster 3 ′ in the previous analysis now belongs to cluster 4 ′, the treatment method is appropriate, the pathological condition is ameliorated, and there is a possibility of relapse. Is considered low. In addition, when a new subject has an intestinal microflora pattern similar to that of a subject belonging to the cluster 3 ′, a treatment method similar to that for the subject belonging to the cluster 3 ′ is used. It can be assumed that it is useful. If the subject's symptoms are not alleviated, it may be due to other bowel disease rather than ulcerative colitis. In addition, if the subject is a healthy subject, it is considered that the possibility of suffering from ulcerative colitis in the future is low.

(まとめ)
本発明のマッピング方法により得られたクラスタリングは潰瘍性大腸炎患者における腸内細菌叢パターンの既知の分類法を利用したものではなく、新しい有用な分類法を発見するための手法である点で画期的である。単なる分類とは異なり、新規潰瘍性大腸炎患者を被検者とした場合に、病態、治療の有効性、さらには再燃頻度との相関から治療方法を判断することにより、病態の改善への一助となる。
(Summary)
The clustering obtained by the mapping method of the present invention is not based on the known classification method of the gut microbiota pattern in patients with ulcerative colitis, but is a technique for discovering a new useful classification method. It is a period. Unlike simple classification, when a patient with a new ulcerative colitis is the subject, it helps to improve the disease state by judging the treatment method from the correlation with the disease state, the effectiveness of treatment, and the frequency of relapse. It becomes.

本発明は、医療分野において、非常に有用である。   The present invention is very useful in the medical field.

Claims (3)

対象から採取された便中の腸内細菌叢を、遺伝子解析法により以下の表に示される10種類の腸内細菌群に分類し、該分類された各腸内細菌群毎の菌体量の総和を求め、かかる分類と菌体量の総和に関する情報を入力因子として、SOM解析によりデータ処理することによる、潰瘍性大腸炎の診断及び/又は予後予測のためのマッピング方法。
The intestinal bacterial flora in the stool collected from the subject is classified into 10 types of intestinal bacterial groups shown in the following table by genetic analysis, and the amount of bacterial cells for each of the classified intestinal bacterial groups is classified. A mapping method for diagnosing ulcerative colitis and / or predicting prognosis by obtaining a sum and processing data by SOM analysis using information on the sum of the classification and the amount of cells as an input factor.
遺伝子解析法が、T−RFLPであることを特徴とする請求項1記載のマッピング方法。 The mapping method according to claim 1, wherein the gene analysis method is T-RFLP. 請求項1又は2記載のマッピング方法により作成されたSOMマップを用いて、被検者の潰瘍性大腸炎の診断及び/又は予後予測をするためのデータを収集する方法。
A method for collecting data for diagnosing and / or predicting prognosis of ulcerative colitis in a subject using the SOM map created by the mapping method according to claim 1.
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